De la glace du pléistocène dans le pergélisol du Nunavut
Sur l’île de Bylot, dans l’Arctique canadien, des masses de glace sont cachées dans le permafrost depuis le début du Pléistocène, bien protégées des influences extérieures et de plusieurs périodes chaudes. L’âge de la glace est estimé à plus de 770 000 ans.
La découverte d’anciens morceaux de glace dans des sols gelés ne suscite plus guère l’émoi des spécialistes. La chercheuse Stéphanie Coulombe, de Polar Knowledge Canada, et son équipe n’ont donc pas été trop surprises lorsqu’elles ont trouvé de la glace de glacier préservée et enfouie dans le pergélisol sur l’île de Bylot, au Nunavut (Canada), en 2009, comme elle l’a rapporté dans un courriel adressé à Polar Journal AG. La glace n’est devenue visible qu’après un glissement de terrain sur un plateau montagneux dû au dégel du pergélisol.
On savait déjà, grâce à des études antérieures, que de gros morceaux de glace peuvent être trouvés dans le pergélisol de l’Arctique (au Canada, en Alaska et en Sibérie) et de l’Antarctique. Mme Coulombe et son équipe ont également trouvé de la glace glaciaire exposée dans le fond de la vallée de la même région sur l’île de Bylot. Elle explique que la glace glaciaire piégée dans le pergélisol date généralement de la dernière période glaciaire, lorsque de grandes parties de l’Arctique étaient recouvertes par l’inlandsis laurentidien, et qu’elle a entre 20 000 et 26 000 ans. Ils ont donc supposé que la glace qu’ils ont découverte était également plus jeune.
Peut-être plus vieux qu’un million d’années
Mais lorsque l’équipe a déterminé l’âge des sédiments recouvrant la glace, la surprise a suivi, comme le décrit le Dr Coulombe : « Nous avons détecté une inversion magnétique dans les sédiments, et la dernière inversion majeure s’est produite il y a 780 000 ans, ce qui implique que la glace doit être encore plus ancienne. À ce moment-là, nous avions du mal à y croire ! L’Arctique canadien est si vaste – quelles étaient les chances de faire une telle découverte au cours de cet été-là ?
Dans leur étude, publiée en janvier dans la revue Geology, les chercheurs estiment que les deux énormes corps de glace, qui mesuraient entre 8 et 10 mètres de large et plus de 3 mètres d’épaisseur, datent d’au moins 773 000 ans.
L’âge exact de la glace n’est pas connu, mais la datation des couches supérieures et inférieures a permis à l’équipe de préciser la période d’origine de la glace glaciaire.
Elle pourrait même être nettement plus ancienne qu’un million d’années, comme le suggère la couche ci-dessous. On y trouve les restes fossilisés d’une forêt qui a façonné le paysage de l’île il y a 2,8 à 2,4 millions d’années.
A survécu à plusieurs périodes chaudes
La glace du glacier a donc survécu à plusieurs changements climatiques avec des périodes chaudes dans le passé – grâce à la couche de sédiments sus-jacente, qui fait environ 3 mètres d’épaisseur, et aux conditions de pergélisol continu, qui ont permis à la glace de persister pendant une très longue période.
Le réchauffement rapide actuel du climat et les effondrements dus au dégel semblent désormais sceller le destin de cette glace très ancienne.
« Le pergélisol contient des archives uniques, notamment de la glace de glacier ancienne. Alors que les conditions climatiques et environnementales passées ont été principalement étudiées à l’aide de carottes de glace provenant de l’inlandsis groenlandais, l’abondance de glace de glacier de différents âges dans le pergélisol de l’Arctique offre des possibilités supplémentaires d’étudier ces conditions dans d’autres régions arctiques et septentrionales déglacées. Cependant, le réchauffement climatique moderne et l’accélération du thermokarst menacent désormais de déstabiliser ces précieuses archives de glace de sol ».
Dr. Stéphanie Coulombe
Pollen et bulles d’air dans la glace
Outre le pollen des arbres et des arbustes et des fragments de diatomées, la glace contient également des bulles d’air, bien que relativement peu nombreuses. Ces dernières en font des archives précieuses contenant des informations sur les climats et l’environnement passés, tout comme la glace des glaciers et des nappes glaciaires actuels, qui reçoivent actuellement plus d’attention que la glace du pergélisol.
Cependant, les recherches sur la glace du pergélisol en tant que paléoarchives sont de plus en plus nombreuses et M. Coulombe pense que la glace glaciaire piégée dans le pergélisol fera l’objet d’une attention similaire.
Comment la glace a-t-elle été piégée dans le pergélisol ?
Le Dr. Stéphanie Coulombe explique que des sédiments peuvent se déposer sur la glace restante, notamment en bordure des glaciers, par exemple par le ruissellement des eaux de fonte ou la chute de pierres. Une épaisse couche de sédiments isole la glace et limite sa fonte afin qu’elle puisse se séparer du glacier actif au fil du temps. Dans l’Arctique, cette glace a été préservée par le pergélisol qui s’est formé après le retrait du glacier sous l’effet du froid et de la sécheresse.
« La formation de ces reliefs recouverts de glace suit une séquence typique, où la glace est d’abord enfouie sous suffisamment de sédiments pour isoler le glacier et limiter sa fonte. Au fil du temps, de grandes sections de glace de glacier se séparent progressivement de la glace supérieure qui s’écoule. Dans l’Arctique, après le retrait des glaciers, le climat froid et sec a permis la formation d’un pergélisol qui a contribué à la préservation de ces masses de glace ».
Selon Coulombe, les dépôts de glace plus anciens sont normalement détruits par l’avancée des glaciers. Dans certaines régions, cependant, des vestiges de glace très ancienne ont été préservés. L’une des explications possibles est qu’au cours des périodes glaciaires successives, ces régions ont été recouvertes par de la glace froide moins érosive, c’est-à-dire de la glace à la base du glacier qui se trouve complètement en dessous du point de fusion de la pression. « Cela a permis aux dépôts glaciaires plus anciens d’être préservés sous la glace. Il est également possible que les hautes terres soient restées largement libres de glace au cours des avancées glaciaires ultérieures ».
Le réchauffement actuel et la formation accélérée de thermokarst (dégel du pergélisol en surface) menacent de détruire ces archives glaciaires uniques – et avec elles des informations précieuses sur le climat et les changements environnementaux dans l’Arctique au cours du Pléistocène.
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